Mecanismos adaptativos, como ativação e uso de sites de splice crípticos ou locais de início de transcrição alternativos, bem como splicing alternativo associado a nonsense e exons ignorados que mantêm o quadro de leitura escoram um mar de mutações que podem causar o término prematuro da tradução e perda de função. Crédito:Artista:Neta Schwartz.
Não muito tempo atrás, biólogos induziriam mutações em todo o genoma, isolar um organismo que apresentou uma doença ou anormalidade resultante que eles queriam estudar, e depois trabalhar para trás para determinar qual gene foi responsável pelo defeito. Esse processo costuma levar anos para produzir resultados definitivos.
Agora, graças à ferramenta de edição de genoma CRISPR / Cas9, os biólogos podem direcionar genes específicos para mutação e então ver como essa mutação induzida se manifesta em um organismo - enfrentando o problema de outra direção. Mas eles estão descobrindo que as mudanças físicas esperadas nem sempre ocorrem.
Porque?
O novo trabalho de Steven Farber e Jennifer Anderson da Carnegie perguntou exatamente isso. Eles examinaram como circunavegar um tipo de resistência a mutações prejudiciais que é encontrada em um organismo vertebrado muito aplicável a humanos - neste caso, peixe-zebra.
Às vezes, um organismo compensa uma mutação em um gene mudando a forma como ele regula a expressão de outros genes relacionados - uma espécie de solução alternativa. Outros tempos, as células evitam erros no processo pelo qual um gene é primeiro transcrito do DNA para o RNA e depois traduzido do RNA para uma proteína para compensar uma mutação. Por exemplo, Anderson e seus colegas descreveram casos em que as células foram capazes de gerar RNAs que sobreviveram por meio do splicing de uma mutação deletéria. Espera-se que essas células produzam uma proteína à qual falta um pequeno pedaço.
"O resultado pode não ser perfeito, mas essas medidas compensatórias significam que os organismos podem realizar parte do trabalho com uma proteína menos do que perfeita, "Farber disse." Essas soluções alternativas mostram que, de uma perspectiva evolucionária, temos alguns mecanismos bastante robustos para continuar sobrevivendo, apesar das mutações. "
Isso levanta questões sobre a melhor forma de gerar mutações a fim de compreender a base genética da doença - para manter a incrível eficiência dos métodos modernos, mas encontre uma maneira de explicar algumas das próprias soluções alternativas de um organismo, que pode inibir a capacidade dos cientistas de induzir uma mutação deletéria.
Eles descobriram que uma boa maneira de descobrir esses tipos de soluções genômicas é observar a fase de RNA, que é o intermediário entre o gene e a proteína.
"Nosso trabalho mostra que a realização de análises no nível de RNA pode nos ajudar a entender melhor como não apenas interpretar, mas também projetar mutações direcionadas, "Farber acrescentou." Fornecemos diretrizes para aumentar as chances de um pesquisador interromper um gene de interesse e, em última instância, caracterizar sua função. Este tipo de abordagem científica básica acelera o desenvolvimento de diagnósticos e terapêuticas para uma série de doenças e distúrbios humanos. "
A equipe de pesquisa também incluiu Timothy Mulligan e Meng-Chieh Shen da Carnegie, bem como colaboradores dos laboratórios Du (Escola de Medicina da Universidade de Maryland) e Busch-Nentwich (Instituto Wellcome Trust Sanger).
O estudo é publicado em PLOS Genetics .
